苯并三唑類紫外線吸收劑的清潔化制備工藝研究

【摘要】：目前工業(yè)生產苯并三唑類紫外吸收劑存在工藝復雜,環(huán)境污染嚴重,產品質量不高等問題,本文以鄰硝基苯胺、對甲酚、2,,4-二叔丁基苯酚、間苯二酚、3-氨基酚為原料,經(jīng)重氮化、乳液偶合及清潔還原反應制備得到2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑(UV-P)、2-(2,-羥基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑(UV-320)、2-(2’,4’-二羥基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-4’-氨基苯基)苯并三唑,制備工藝清潔高效,探討了主要反應的機理,通過1HNMR、MS和IR對所得四種苯并三唑類紫外吸收劑進行了結構表征并進行了紫外性能檢測。 采用十二烷基苯磺酸鈉乳液偶合工藝制備2-硝基-(2’-羥基-5’-甲基苯基)偶氮苯、2-硝基-(2’,4’-二羥基苯基)偶氮苯及2-硝基-(2’-羥基-4'-氨基苯基)偶氮苯,采用乙醇-水偶合工藝制備2-硝基-(2’-羥基-3’,5’-二叔丁基苯基)偶氮苯。n(鄰硝基苯胺)：n(酚)=1：1,保持0-5℃,其中制備2-硝基-(2’-羥基-5’-甲基苯基)偶氮苯和2-硝基-(2’-羥基-3’,5’-二叔丁基苯基)偶氮苯時pH7-9,收率分別為95%以上和82%以上,純度96%以上；制備2-硝基-(2’,4’-二羥基苯基)偶氮苯及2-硝基-(2’-羥基-4’-氨基苯基)偶氮苯時pH值小于1,收率92%以上,純度分別為95%以上和80%以上。偶合廢水循環(huán)套用三次后,偶氮中間體收率和純度無明顯變化,套用3-5次后,經(jīng)濃縮回收硫酸鈉后可繼續(xù)套用。 采用葡萄糖-鋅粉兩步還原法制備UV-P、2-(2’-羥基-4,-氨基苯基)苯并三唑和UV-320。n(NaOH):n(葡萄糖)：n(偶氮中間體)=2.5：1.2：1,55～60℃；堿性鋅粉還原時,n(NaOH):n(氮氧中間體)：n(鋅粉)=1.8：1：1.2,收率87%以上,純度96%以上。其中制備UV-320時需加乙醇助溶。在堿性水溶液中用二氧化硫脲還原制備2-(2’,4’-二羥基苯基)苯并三唑,分批投料加熱至80℃,收率84%以上,純度97%以上。 催化加氫制備產品時,1%Pd/C作為催化劑,氫氣壓力2.5MPa,55～65℃,攪拌轉速350-400r/min,反應9h,UV-P、UV-320和2-(2’-羥基-4'-氨基苯基)苯并三唑的收率分別為84%以上、77%以上和64%以上,純度98%以上；制備2-(2’,4’-二羥基苯基)苯并三唑時需要對羥基進行保護,加氫還原后進行堿性水解反應脫保護,產品收率70%以上,純度98%以上。加氫催化劑循環(huán)利用兩次后對產品收率和純度基本無影響,實驗中沒有催化劑活性降低的證據(jù),催化劑可繼續(xù)循環(huán)利用。 【關鍵詞】：苯并三唑 十二烷基苯磺酸鈉 葡萄糖 鋅粉 二氧化硫脲 催化加氫
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TQ424.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 鄰羥基苯并三唑類紫外吸收劑簡介10-11
• 1.1.1 鄰羥基苯并三唑類紫外吸收劑概述10
• 1.1.2 光穩(wěn)定機理概述10-11
• 1.2 應用前景11-14
• 1.2.1 鄰羥基苯并三唑類紫外吸收劑用途11-12
• 1.2.2 市場前景12-13
• 1.2.3 發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 鄰羥基苯并三唑類紫外吸收劑的合成方法研究進展14-19
• 1.3.1 芳胺的重氮化反應15
• 1.3.2 偶合工藝研究進展15-16
• 1.3.3 還原工藝研究進展16-19
• 1.4 本課題研究目的及意義19
• 1.5 本課題研究內容與實驗方案19-21
• 1.5.1 研究內容19-20
• 1.5.2 實驗方案20-21
• 2 重氮化與偶合工藝21-30
• 2.1 實驗藥品及儀器21-22
• 2.2 分析方法22
• 2.3 重氮化工藝22
• 2.4 乳液偶合工藝研究22-26
• 2.4.1 實驗操作22-23
• 2.4.2 影響因素討論23-25
• 2.4.3 偶合廢水的循環(huán)套用25-26
• 2.5 乙醇-水偶合工藝26-27
• 2.5.1 實驗操作26
• 2.5.2 影響因素討論26-27
• 2.6 反應機理探討27-28
• 2.7 本章小結28-30
• 3 還原工藝30-49
• 3.1 實驗藥品及儀器30-31
• 3.2 分析與提純方法31
• 3.2.1 分析方法31
• 3.2.2 提純方法31
• 3.3 葡萄糖-鋅粉兩步還原法31-37
• 3.3.1 實驗操作31-32
• 3.3.2 影響因素討論32-37
• 3.4 二氧化硫脲還原工藝37-38
• 3.4.1 實驗操作37
• 3.4.2 影響因素討論37-38
• 3.5 Pd/C催化加氫還原38-45
• 3.5.1 實驗操作39-40
• 3.5.2 影響因素討論40-45
• 3.6 反應機理探討45-47
• 3.6.1 葡萄糖-鋅粉還原反應機理45-46
• 3.6.2 二氧化硫脲還原機理46
• 3.6.3 加氫還原反應機理46-47
• 3.7 本章小結47-49
• 4 結構表征與性能分析49-61
• 4.1 結構表征49-59
• 4.1.1 ~1H核磁譜圖表征49-54
• 4.1.2 質譜表征54-56
• 4.1.3 紅外譜圖表征56-59
• 4.2 性能分析59-60
• 4.2.1 紫外吸收性能分析59-60
• 4.3 本章小結60-61
• 5 結論61-63
• 5.1 研究結論61-62
• 5.2 本文創(chuàng)新點62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67

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